В Южной Корее смогли получить разноцветную целлюлозную ткань с помощью бактерий без химического окрашивания
- KOREA HERALD
- 5 часов назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Исследовательская группа под руководством заслуженного профессора Ли Сан Ёпа из кафедры биохимической инженерии
- Технология производства «разноцветной бактериальной целлюлозы»
Заслуженный профессор KAIST Ли Сан Ёп (справа налево), профессор Пинксин Линь и аспирант Чжоу Хенруй демонстрируют бактериальную целлюлозу различного цвета [Предоставлено KAIST]
Несмотря на постоянный прогресс в области технологий производства экологически чистых волокон, производство волокон различного цвета с помощью одного процесса оставалось сложной задачей.
Преодолев это ограничение, южнокорейская исследовательская команда впервые в мире успешно произвела экологически чистые волокна различного цвета путем сокультивирования бактерий (одновременного выращивания двух или более микроорганизмов в одной среде). Бактерии сами производят как волокна, так и цвет.
19 ноября Корейский институт передовой технологии (KAIST) объявил, что исследовательская группа под руководством заслуженного профессора Ли Сан Ёпа из факультета биохимической инженерии разработала первую в мире модульную платформу сокультивирования, способную производить разноцветные бактериальные целлюлозы (микробные волокна с цветным покрытием) в рамках одного процесса.
Бактериальная целлюлоза — это натуральное полимерное волокно, синтезируемое определенными бактериями за счет потребления питательных веществ. Обладая высокой чистотой, прочностью, отличной влагоудерживающей способностью и биоразлагаемостью, она привлекает внимание как экологически чистый материал, способный заменить волокна на основе нефти.
Однако она имеет в основном белый цвет, что ограничивает возможности получения различных цветов, востребованных в текстильной промышленности.
Чтобы преодолеть это ограничение, исследовательская группа создала «одноэтапную производственную платформу», сочетающую в себе технологию биосинтеза пигментов на основе системной метаболической инженерии и «стратегию сокультивирования» штаммов, производящих бактериальную целлюлозу (стратегия, при которой один микроорганизм производит пигмент, а другой — волокно, естественным образом объединяя обе функции в одном процессе).
Эта новая технология предполагает совместное культивирование кишечной палочки, производящей пигмент, с бактериями, производящими волокно, что позволяет получать волокна, окрашенные естественным образом по мере роста бактерий, за один этап.
Этот подход позволил успешно производить экологически чистые волокна, охватывающие весь спектр цветов, включая красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый, без дополнительного химического окрашивания.
Бактериальная целлюлоза (микробное волокно) в семи цветах [Предоставлено KAIST]
Схематическая диаграмма одноэтапного производства бактериальной целлюлозы разного цвета на основе микроорганизмов [Фото=KAIST]
Основная технология заключается в модификации штамма кишечной палочки для производства природных пигментов в избыточных количествах и их эффективной секреции за пределы клетки.
Исследовательская группа разработала технику, при которой бактерии, производящие волокна, и кишечные палочки, производящие пигменты, культивируются совместно, что позволяет волокнам естественным образом приобретать различные цвета по мере роста бактерий. Используя также существующие штаммы, производящие каротиноиды - которые генерируют красные, оранжевые и желтые пигменты - они продемонстрировали способность производить экологически чистые волокна в семи цветах одновременно, без химического окрашивания.
Эта технология обладает значительным потенциалом для замены существующих процессов окрашивания волокон и демонстрирует возможность их крупномасштабного производства, пригодного для промышленного применения.
«На фоне растущего спроса на экологически устойчивые волокна и биоматериалы, разработанная здесь интегрированная платформа биопроизводства станет ключевой технологией, позволяющей производить разнообразные функциональные материалы за один этап без дополнительной химической обработки» - сказал профессор Ли Сан Ёп.
Результаты исследования опубликованы 12 ноября в международном научном журнале «Trends in Biotechnology».
Комментарии